【vuejs】keep-alive组件的原理讲解和使用讲解

1. keep-alive 简介

Vue.js 框架中的 <keep-alive> 组件是一个用于缓存组件实例的内置组件，它使得组件在不活动时保持其状态，从而提高应用的性能和用户体验。当使用动态组件 <component> 切换视图时，不在显示的组件实例会被销毁并重新创建，这会导致状态丢失。而 <keep-alive> 可以避免这种情况，它缓存了这些组件实例，使得它们在重新激活时能够保持之前的状态。

1.1 基本使用

<keep-alive> 通常用于包裹动态组件或 <router-view>，以实现组件的缓存。例如：

<template><div><keep-alive><component :is="activeComponent"></component></keep-alive></div>
</template>

在这个例子中，activeComponent 可以根据条件变化来切换不同的组件，而 <keep-alive> 确保了这些组件的状态得以保留。

1.2 包含与排除

<keep-alive> 组件提供了 include 和 exclude 属性，允许开发者指定哪些组件应该被缓存，哪些不应该。这两个属性可以接受一个由逗号分隔的字符串、一个正则表达式，或者这两种类型的数组。

<!-- 使用 include 属性 -->
<keep-alive include="componentA,componentB"><component :is="activeComponent"></component>
</keep-alive><!-- 使用 exclude 属性 -->
<keep-alive exclude="componentA,componentB"><component :is="activeComponent"></component>
</keep-alive>

1.3 最大缓存实例数

通过 max 属性，可以限制 <keep-alive> 缓存的组件实例数量。当缓存的实例数量超过这个值时，最久未被访问的实例将被销毁，类似于一个 LRU（最近最少使用）缓存。

<keep-alive :max="10"><component :is="activeComponent"></component>
</keep-alive>

1.4 生命周期钩子

当组件被 <keep-alive> 缓存时，它们会触发 activated 和 deactivated 钩子。这些钩子可以在组件被激活或停用时执行特定的逻辑。

export default {activated() {// 组件被激活时执行},deactivated() {// 组件被停用时执行}
}

1.5 使用场景

<keep-alive> 的使用场景包括但不限于：

避免重复渲染：对于复杂或需要长时间加载的组件，使用 <keep-alive> 可以避免用户在切换时重复经历加载过程。
保持用户操作：在表单填写、搜索结果等场景中，使用 <keep-alive> 可以保持用户的操作状态，提高用户体验。
优化性能：通过减少组件的重新创建，<keep-alive> 可以减少内存消耗和提高应用的响应速度。

<keep-alive> 是 Vue.js 中一个非常实用的功能，正确使用它可以显著提升应用的性能和用户体验。

2. 基本使用

2.1 动态组件缓存

在 Vue.js 中，<keep-alive> 可以与动态组件 <component :is="..."> 结合使用，来缓存那些不活跃的组件实例。例如，在一个具有多个视图的单页面应用中，用户在不同视图间切换时，使用 <keep-alive> 可以避免重复渲染和数据丢失。

<template><div><keep-alive><component :is="activeComponent"></component></keep-alive></div>
</template>

在这个例子中，activeComponent 可以根据用户的交互来切换不同的视图组件，而 <keep-alive> 确保了这些组件的状态得以保留。

2.2 `<router-view>` 集成

在 Vue Router 中，<keep-alive> 也常与 <router-view> 结合使用，以实现页面级别的缓存。这允许用户在不同的页面间导航时，之前访问过的页面可以被缓存，从而加快再次访问的速度。

<template><div><keep-alive><router-view></router-view></keep-alive></div>
</template>

这种方式特别适用于具有多个层级或多个页面的应用，可以显著提高应用的性能。

2.3 条件性缓存

通过使用 v-if 或 v-show 指令，可以对 <keep-alive> 进行条件性缓存。这允许开发者根据应用的特定需求，有选择地缓存组件。

<template><div><keep-alive v-if="shouldCache"><!-- 条件性缓存的组件 --></keep-alive><component v-else :is="activeComponent"></component></div>
</template>

在这个例子中，只有当 shouldCache 为 true 时，组件才会被缓存。

2.4 避免内存泄漏

正确使用 <keep-alive> 可以提高性能，但不当的使用也可能导致内存泄漏。为了避免这种情况，应当注意以下几点：

仅缓存那些确实需要保持状态的组件。
对于那些包含大量数据或第三方库的组件，应当在组件被 <keep-alive> 缓存前进行适当的清理。
使用 include 和 exclude 属性精确控制哪些组件被缓存，避免不必要的内存占用。

通过遵循这些最佳实践，可以确保 <keep-alive> 成为提升应用性能的有效工具，而不是内存泄漏的源头。

3. 包含/排除组件

3.1 使用 `include` 属性

<keep-alive> 的 include 属性允许开发者指定一个正则表达式、字符串或者字符串数组，来决定哪些组件实例应该被缓存。当使用字符串时，它应该是一个由逗号分隔的组件名列表。这个特性在大型应用中非常有用，可以对特定的组件进行缓存，从而提高性能。

<!-- 指定多个组件名称进行缓存 -->
<keep-alive include="componentA,componentB"><component :is="activeComponent"></component>
</keep-alive>

3.2 使用 `exclude` 属性

与 include 属性相对，exclude 属性用于指定不应该被缓存的组件。这可以用于排除那些不需要保持状态的组件，或者那些每次显示都需要重新计算的组件。

<!-- 排除指定的组件名称不进行缓存 -->
<keep-alive exclude="componentA,componentB"><component :is="activeComponent"></component>
</keep-alive>

3.3 动态控制缓存

在某些情况下，可能需要根据运行时的条件动态决定是否缓存组件。这时，可以将 include 或 exclude 属性绑定到一个变量上，该变量可以根据应用的状态动态更新。

<!-- 动态控制缓存 -->
<keep-alive :include="cachedComponents"><component :is="activeComponent"></component>
</keep-alive>

在上述代码中，cachedComponents 是一个响应式变量，可以根据应用的逻辑动态地添加或删除组件名称，从而控制哪些组件应该被缓存。

3.4 避免缓存特定组件

在某些特定场景下，可能需要确保某些组件不会被 <keep-alive> 缓存。例如，对于那些每次显示都需要重新从服务器获取数据的组件，或者那些包含敏感信息的组件，通常不希望它们被缓存。

<!-- 确保特定组件不被缓存 -->
<component :is="activeComponent"></component>
<!-- 不使用 <keep-alive> 包裹上述组件 -->

通过这种方式，可以确保这些组件在每次显示时都是全新的实例，从而避免潜在的安全问题或数据不一致的问题。

3.5 缓存策略的最佳实践

合理地使用 <keep-alive> 的 include 和 exclude 属性，可以帮助开发者制定出一套高效的缓存策略。以下是一些最佳实践：

分析组件需求：在决定哪些组件需要被缓存之前，应该分析每个组件的功能和需求。
性能测试：在实施缓存策略后，应该进行性能测试，以确保缓存确实带来了性能上的提升。
监控内存使用：缓存组件可能会增加内存的使用，因此需要监控应用的内存使用情况，避免内存泄漏。
灵活配置：根据应用的运行情况和用户反馈，灵活调整缓存策略，以适应不断变化的需求。

通过遵循这些最佳实践，可以确保 <keep-alive> 成为提升 Vue.js 应用性能的有力工具。

4. 最大缓存实例数

4.1 LRU 缓存机制

<keep-alive> 组件的 max 属性实现了一个基于最近最少使用（LRU）算法的缓存机制。这意味着当缓存的组件实例数量达到 max 指定的上限时，最久未被访问的组件实例将被释放，以便为新的组件实例腾出空间。

4.2 性能优化

通过合理设置 max 属性值，开发者可以平衡应用的内存使用和性能。对于大多数应用来说，设置一个适当的 max 值可以显著减少重复渲染的时间，从而加快页面的响应速度。

4.3 实际应用示例

假设一个应用中有多个页面，每个页面都包含一些复杂的组件。如果不设置 max 属性，所有的页面组件都会被缓存，这可能会导致内存使用过高。通过设置 max 属性，可以限制缓存的组件数量，例如：

<keep-alive :max="3"><router-view></router-view>
</keep-alive>

在这个例子中，只有最近访问的三个页面会被缓存，这有助于减少内存占用，同时仍然保持较好的用户体验。

4.4 动态调整缓存大小

在某些情况下，应用的需求可能会随着时间变化，因此可能需要动态调整 max 属性的值。这可以通过响应式数据来实现，从而根据应用的当前状态动态设置缓存大小。

<keep-alive :max="dynamicMax"><router-view></router-view>
</keep-alive>

在上述代码中，dynamicMax 是一个响应式变量，它可以基于用户的使用模式或其他因素进行调整，以优化缓存性能。

4.5 监控与调整

为了确保 max 属性的设置既能满足性能需求，又不会导致内存浪费，开发者应该监控应用的内存使用情况，并根据监控结果调整 max 属性的值。这可以通过开发工具或性能分析工具来完成。

4.6 结合实际业务场景

在决定 max 属性的值时，应该考虑实际的业务场景。例如，对于一个电商平台，可能需要缓存用户的购物车页面和产品列表页面，而对于新闻应用，可能需要缓存用户最近浏览的几篇文章页面。根据这些场景，合理设置 max 值，可以提高应用的响应速度和用户体验。

5. 缓存实例的生命周期

5.1 缓存实例状态

在 Vue.js 中，当组件被 <keep-alive> 包裹时，该组件的生命周期会有所变化。组件实例会经历两种状态：活跃状态和非活跃状态。活跃状态指的是组件当前正在渲染和显示，而非活跃状态则意味着组件虽然未被销毁，但也没有挂载在 DOM 上。

5.2 `activated` 和 `deactivated` 钩子

为了处理组件在这两种状态之间的转换，Vue.js 提供了 activated 和 deactivated 钩子函数。当缓存的组件被重新激活时，activated 钩子被触发，允许执行如重新获取数据或重新计算状态等操作。相对地，deactivated 钩子在组件变为非活跃状态时触发，适合执行清理工作，如取消网络请求或移除定时器。

export default {activated() {// 组件被激活时执行的操作},deactivated() {// 组件被停用时执行的操作}
}

5.3 生命周期钩子的执行顺序

理解 activated 和 deactivated 钩子的执行顺序对于正确管理组件状态至关重要。当用户导航至一个新路由时，如果目标组件已经被 <keep-alive> 缓存，那么该组件的 activated 钩子将被触发。相反，当用户离开当前路由时，当前组件的 deactivated 钩子将被执行。

5.4 缓存实例的内存管理

由于 <keep-alive> 缓存的组件实例并未被销毁，因此需要特别注意内存管理。在 deactivated 钩子中进行必要的内存清理工作，例如销毁不再需要的事件监听器或取消未完成的异步操作，是防止内存泄漏的关键。

5.5 缓存实例的复用

缓存的组件实例可以在其 activated 钩子中进行状态或数据的恢复，实现组件的快速复用。这对于保持用户操作的连贯性和提升应用性能具有重要意义。

5.6 实践中的注意事项

在实际开发中，合理利用 <keep-alive> 缓存组件的生命周期钩子，可以提升应用的响应速度和用户体验。但同时，开发者需要注意以下几点：

正确管理组件的激活和停用状态，确保在适当的时候执行数据获取和清理工作。
避免在缓存的组件中执行昂贵的计算或持有大型数据集，以减少内存占用。
对于那些不需要持久化状态的组件，考虑不使用 <keep-alive> 或在适当时机手动销毁。

通过这些实践，可以充分利用 Vue.js 的 <keep-alive> 功能，构建出高性能且用户友好的应用程序。

6. 使用场景

6.1 SPA中的页面缓存

在单页面应用（SPA）中，<keep-alive> 可以用于缓存用户已经访问过的页面。这可以减少页面切换时的加载时间，提高用户体验。例如，在电商应用中，用户在浏览商品详情后返回到商品列表，使用 <keep-alive> 可以保持商品列表的状态，无需重新加载。

6.2 表单填写与数据保持

在需要填写表单的应用场景中，<keep-alive> 可以确保用户在填写过程中即使离开页面，回来后仍能继续填写，表单数据不会丢失。这对于提升用户满意度和完成率非常有帮助。

6.3 动态组件的高效切换

在具有多个动态组件的应用中，使用 <keep-alive> 可以提高组件切换的效率。例如，在多个组件组成的仪表板中，用户可以快速在不同组件间切换，而不需要等待每个组件重新加载。

6.4 复杂组件的性能优化

对于初始化过程复杂或需要加载大量数据的组件，使用 <keep-alive> 可以避免重复的初始化和数据加载过程，从而提升性能。这对于提升应用的响应速度和减少服务器负载都有积极作用。

6.5 条件性缓存策略

在某些应用场景中，可能需要根据用户的角色、权限或应用的运行时状态来决定是否缓存某个组件。通过编程式地控制 <keep-alive> 的使用，可以实现这样的条件性缓存策略。

6.6 避免重复渲染

对于那些渲染成本高昂的组件，如包含大量DOM元素或复杂计算的组件，使用 <keep-alive> 可以避免不必要的重复渲染，减少性能损耗。

6.7 组件间共享状态

在需要在多个组件间共享状态的应用中，<keep-alive> 可以保持组件状态的连续性。例如，在多标签页应用中，用户在不同标签页间切换时，每个标签页的状态都可以得到保持。

6.8 与Vue Router的集成

在使用Vue Router开发SPA时，<keep-alive> 可以与 <router-view> 结合使用，实现页面级别的缓存。这不仅可以加快页面切换速度，还可以在用户返回之前访问的页面时，保持页面状态。

6.9 避免内存泄漏

正确使用 <keep-alive> 可以避免因组件重复创建导致的内存泄漏问题。通过合理设置 include 和 exclude 属性，可以精确控制哪些组件应该被缓存，从而避免不必要的内存占用。

6.10 动态权限路由的应用

在基于角色或权限的动态路由应用中，<keep-alive> 可以缓存用户有权限访问的页面组件，当用户在这些页面间切换时，可以快速恢复到之前的状态，提升用户体验。

7. 注意事项

7.1 避免过度缓存

虽然 <keep-alive> 提供了缓存组件的能力，但过度缓存可能会导致内存占用过高，影响应用性能。因此，开发者需要根据实际需求，合理选择哪些组件需要被缓存。

7.2 缓存组件的命名

为了使 <keep-alive> 的 include 和 exclude 属性正常工作，需要确保组件具有明确的 name 属性。这在动态组件或使用 <router-view> 时尤为重要，因为缓存是基于组件名称进行匹配的。

7.3 缓存与路由守卫

在使用 Vue Router 时，需要注意 <keep-alive> 与路由守卫的交互。缓存的组件在重新激活时，不会重新触发路由守卫。因此，如果需要在组件重新显示时执行某些逻辑，应该在 activated 钩子中处理。

7.4 缓存与异步组件

对于异步加载的组件，<keep-alive> 仅缓存组件实例，不缓存组件本身。这意味着异步组件在每次切换时仍需重新加载。如果需要避免这种情况，可以考虑将异步组件转换为常规组件。

7.5 缓存与组件卸载

即使组件被 <keep-alive> 缓存，组件的 destroyed 钩子仍然会在组件被完全卸载时触发。因此，开发者需要确保在组件卸载时进行必要的清理工作，以避免潜在的内存泄漏。

7.6 缓存与数据流管理

在使用 Vuex 或其他全局状态管理库时，需要注意 <keep-alive> 缓存的组件与状态管理之间的交互。确保在组件激活和停用时，相关的状态能够正确同步。

7.7 缓存与组件通信

缓存的组件可能会影响组件之间的通信，特别是那些依赖于父子组件关系或事件总线进行通信的场景。开发者需要确保在组件重新激活时，相关的通信机制能够正常工作。

7.8 缓存与组件库

在使用第三方组件库时，需要注意 <keep-alive> 与组件库中组件的兼容性。某些组件可能需要特定的处理才能正确地与 <keep-alive> 配合工作。

7.9 缓存与性能监控

在使用 <keep-alive> 时，应该监控应用的性能，确保缓存策略确实带来了性能上的提升，而不是负面影响。可以使用 Vue.js 开发者工具或其他性能分析工具来监控性能。

7.10 缓存策略的迭代优化

缓存策略可能需要根据应用的使用情况和用户反馈进行迭代优化。开发者应该保持对缓存策略的持续评估和调整，以适应不断变化的应用需求和用户行为。